Regelung von Durchfluss und Füllstand

System

Die Versuche werden mit Experimentierplatten im Profilrahmen aufgebaut. Mit dem Profi-CASSY werden die Regelstrecke oder der Regelkreis angesteuert und die interessierenden Messwerte aufgenommen.

Lernziele

• Erkennen regelungstechnischer Grundprinzipien
• Führungs- und Störungsregelung
• Umgang mit Auswerte- und Simulationssoftware
  

Funktion
Die Flüssigkeitsregelstrecke besteht hauptsächlich aus Pumpe sowie Vorrats- und Messtank. Durch zwei Ventile lassen sich Zulauf und Abfluss der Flüssigkeit manipulieren. Das Gerät enthält einen Flügelrad-Durchflussmesser mit unterlagertem Durchflussregler. Ein Tauchrohr mit Drucksensor erfasst den Füllstand im Messtank und setzt ihn in ein elektrisches Signal für die Füllhöhe um. Die Messgrößen für Durchfluss und Füllhöhe werden auf 7-Segmentanzeigen dargestellt. Die digitale Flüssigkeitsregelstrecke zeichnet sich durch geringen Platzbedarf aus. Sie wird komplett mit allen Sensoren und Betriebsmitteln geliefert und erfordert nur wenig Zubehör.

Methode
Die Ausstattung ist gleichermaßen geeignet für Demonstration und Schülerversuch. Die Durchführung der Versuche erfolgt mit einem elektronischen Handbuch und den Messdateien für CASSY Lab 2 und WinFACT. Dabei gilt Plug & Play: Die Versuche starten nach Aufruf der Messdatei automatisch.

Zielgruppen
Als Zielgruppe werden Schüler in der Berufsausbildung Elektrotechnik in Handwerk und Industrie und Studenten der Fachrichtungen Automatisierungstechnik und Mechatronik angesprochen. Der Kurs bietet sowohl Einstiegsversuche auf einfachem Niveau als auch anspruchsvolle Themen für die Bachelor-Ausbildung.

Themen

• Reglerentwurf durch Pol-Nullstellen-Kompensation
• Bestimmung der Reglerverstärkung Kp aus einem Batch-Lauf
• Reglerentwurf durch numerische Optimierung
• Faustformelverfahren
• Digitale Flüssigkeitsregelstrecke
• Durchflussmessung
• Sprungantwort der Durchflussstrecke
• Durchflussregelung
• Durchflussregelung an der Stabilitätsgrenze
• Folgeregelung für Durchfluss mit ZN-optimiertem Regler
• Störverhalten der Durchflussregelung
• Durchflussregelung mit blockorientierter PC-Simulation
• Eigenschaften der Füllstandstrecke
• Füllstandmessung
• lntegrales und PT1-Verhalten der Füllstandstrecke
• Statische ldentifikation der Füllstandstrecke
• Softwareunterstützte Reglerauswahl
• Führungsregelung des Füllstands
• Störregelung des Füllstands
• Füllstandregelung mit Zweipunktregler
• Füllstandregelung mit PC-Simulation

Abbildung ähnlich